Ярымүткәргечләр җитештерү өлкәсендә, иң югары төгәллеккә омтылганда, җылылык киңәю коэффициенты продукт сыйфатына һәм җитештерү тотрыклылыгына тәэсир итүче төп параметрларның берсе булып тора. Фотолитографиядән алып гравюрага кадәр бөтен процесс дәвамында материалларның җылылык киңәю коэффициентларындагы аермалар җитештерү төгәллегенә төрлечә комачаулый ала. Ләкин, гранит нигезе, үзенең бик түбән җылылык киңәю коэффициенты белән, бу проблеманы чишү өчен ачкыч булып тора.
Литография процессы: Термик деформация рәсем тайпылышына китерә
Фотолитография ярымүткәргечләр җитештерүдә төп адым булып тора. Фотолитография машинасы аша битлектәге схемалар фоторезист белән капланган пластина өслегенә күчерелә. Бу процесс барышында фотолитография машинасы эчендәге җылылык белән идарә итү һәм эш өстәленең тотрыклылыгы бик мөһим. Мисал итеп традицион металл материалларны алыйк. Аларның җылылык киңәю коэффициенты якынча 12 × 10⁻⁶/℃ тәшкил итә. Фотолитография машинасы эшләгәндә, лазер яктылык чыганагы, оптик линзалар һәм механик компонентлар тарафыннан барлыкка килгән җылылык җиһаз температурасының 5-10 ℃ ка күтәрелүенә китерәчәк. Әгәр литография машинасының эш өстәле металл нигез кулланса, 1 метр озынлыктагы нигез 60-120 мкм киңәю деформациясенә китерергә мөмкин, бу битлек һәм пластина арасындагы чагыштырмача позициянең үзгәрүенә китерәчәк.
Алдынгы җитештерү процессларында (мәсәлән, 3 нм һәм 2 нм) транзистор аралыгы нибары берничә нанометр тәшкил итә. Мондый кечкенә җылылык деформациясе фотолитография схемасының дөрес урнашмавын китереп чыгара, бу транзистор тоташуларының аномаль булуына, кыска ялганышларга яки ачык схемаларга һәм башка проблемаларга китерә, бу исә чип функцияләренең эшләмәвенә турыдан-туры китерә. Гранит нигезенең җылылык киңәю коэффициенты 0,01 мкм/°C кадәр түбән (ягъни (1-2) × 10⁻⁶/℃), һәм шул ук температура үзгәрүе астындагы деформация металлныкының 1/10-1/5 өлешен генә тәшкил итә. Ул фотолитография машинасы өчен тотрыклы йөк күтәрү платформасы булып тора ала, фотолитография схемасының төгәл күчерелүен тәэмин итә һәм чип җитештерү нәтиҗәлелеген сизелерлек яхшырта.
Гравюра ясау һәм утырту: структураның үлчәм төгәллегенә тәэсир итә
Пластин өслегендә өч үлчәмле схема структураларын төзү өчен гравюра ясау һәм урнаштыру төп процесслар булып тора. Гравюра ясау процессында реактив газ пластинаның өслек материалы белән химик реакциягә керә. Шул ук вакытта, җиһаз эчендәге RF электр белән тәэмин итү һәм газ агымын контрольдә тоту кебек компонентлар җылылык чыгара, бу пластинаның һәм җиһаз компонентларының температурасын күтәрә. Әгәр пластина йөртүченең яки җиһаз нигезенең җылылык киңәю коэффициенты пластинаныкы белән туры килмәсә (кремний материалының җылылык киңәю коэффициенты якынча 2,6 × 10⁻⁶/℃), температура үзгәргәндә җылылык көчәнеше барлыкка киләчәк, бу пластина өслегендә кечкенә ярыклар яки кәкрелекләр барлыкка китерергә мөмкин.
Бу төр деформация гравировка тирәнлегенә һәм ян стенаның вертикальлегенә тәэсир итәчәк, бу тишекләр һәм башка конструкцияләр аша гравировкаланган чокырларның үлчәмнәренең проект таләпләреннән тайпылуына китерә. Шулай ук, юка пленка урнаштыру процессында җылылык киңәюендәге аерма гравировкаланган юка пленкада эчке көчәнеш китереп чыгарырга мөмкин, бу пленканың ярылуы һәм кабыгуы кебек проблемаларга китерергә мөмкин, бу чипның электр эшчәнлегенә һәм озак вакытлы ышанычлылыгына тәэсир итә. Кремний материаллары белән охшаш җылылык киңәю коэффициенты булган гранит нигезләрен куллану җылылык көчәнешен нәтиҗәле рәвештә киметергә һәм гравировка һәм гравировка процессларының тотрыклылыгын һәм төгәллеген тәэмин итәргә мөмкин.
Упаковка этабы: Термик туры килмәү ышанычлылык проблемаларына китерә
Ярымүткәргечле төрү этабында чип һәм төрү материалы (мәсәлән, эпоксид сумаласы, керамика һ.б.) арасындагы җылылык киңәю коэффициентларының туры килүе бик мөһим. Чипларның төп материалы булган кремнийның җылылык киңәю коэффициенты чагыштырмача түбән, ә күпчелек төрү материалларынкы чагыштырмача югары. Куллану вакытында чипның температурасы үзгәргәндә, җылылык киңәю коэффициентлары туры килмәү сәбәпле, чип һәм төрү материалы арасында җылылык көчәнеше барлыкка киләчәк.
Бу җылылык көчәнеше, кабатланган температура цикллары тәэсирендә (мәсәлән, чип эшләгәндә җылыту һәм суыту), чип һәм төргәкләү нигезе арасындагы паяльник тоташуларының арыганлык ярылуына китерергә яки чип өслегендәге тоташтыру чыбыкларының төшеп китүенә китерергә мөмкин, нәтиҗәдә чипның электр тоташуы өзелергә мөмкин. Кремний материалларынкы кебек җылылык киңәю коэффициенты булган төргәкләү нигезе материалларын сайлап һәм төргәкләү процессында төгәллекне ачыклау өчен бик яхшы җылылык тотрыклылыгы булган гранит сынау платформаларын кулланып, җылылык туры килмәү проблемасын нәтиҗәле рәвештә киметергә, төргәкләүнең ышанычлылыгын яхшыртырга һәм чипның хезмәт итү вакытын озайтырга мөмкин.
Җитештерү мохитен контрольдә тоту: җиһазлар һәм завод биналарының координацияләнгән тотрыклылыгы
Җитештерү процессына турыдан-туры йогынты ясаудан тыш, җылылык киңәю коэффициенты ярымүткәргеч заводларының гомуми әйләнә-тирә мохитне контрольдә тоту белән дә бәйле. Зур ярымүткәргеч җитештерү цехларында һава кондиционерлау системаларын эшләтеп җибәрү һәм туктату, җиһазлар кластерларының җылылык таратуы кебек факторлар әйләнә-тирә мохит температурасында тирбәнешләргә китерергә мөмкин. Әгәр завод идәненең, җиһаз нигезләренең һәм башка инфраструктураның җылылык киңәю коэффициенты бик югары булса, озак вакытлы температура үзгәрешләре идәннең ярылуына һәм җиһаз нигезенең күчүенә китерәчәк, шуның белән фотолитография машиналары һәм гравюра машиналары кебек төгәл җиһазларның төгәллегенә тәэсир итәчәк.
Гранит нигезләрен җиһаз терәге буларак куллану һәм аларны түбән җылылык киңәю коэффициентлары булган завод төзелеш материаллары белән берләштерү ярдәмендә тотрыклы җитештерү мохите булдырырга мөмкин, җиһазларны калибрлау ешлыгын һәм әйләнә-тирә мохитнең җылылык деформациясе аркасында килеп чыккан хезмәт күрсәтү чыгымнарын киметергә һәм ярымүткәргеч җитештерү линиясенең озак вакытлы тотрыклы эшләвен тәэмин итәргә мөмкин.
Җылылык киңәю коэффициенты ярымүткәргечләр җитештерүнең бөтен тормыш циклы аша үтә, материал сайлаудан алып процессны контрольдә тотуга һәм сынауга кадәр. Җылылык киңәюенең йогынтысын һәр звенода катгый исәпкә алырга кирәк. Гранит нигезләре, үзләренең бик түбән җылылык киңәю коэффициенты һәм башка бик яхшы үзенчәлекләре белән, ярымүткәргечләр җитештерү өчен тотрыклы физик нигез булып тора һәм чип җитештерү процессларын югарырак төгәллеккә таба үстерү өчен мөһим гарантия булып тора.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 20 мае